DE3100465A1 - Automatische kraftuebertragungsvorrichtung - Google Patents
Automatische kraftuebertragungsvorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine automatische Kraftübertragungsvorrichtung mit einer Reibkupplung und einem Getriebe, die
hydraulisch betätigt werden.
Die marktüblichen automatischen Kraftübertragungsvorrichtungen umfassen ein Getriebe, beispielsweise ein Planetengetriebe,
das mit einem Drehmomentwandler gekoppelt ist. Bei derartigen bekannten automatischen Kraftübertragungsvorrichtungen tritt
die Schwierigkeit auf, dass ein Kraftfahrzeug, das mit einer derartigen automatischen Kraftübertragungsvorrichtung ausgerüstet
ist, bei jedem Umschalten Stössen ausgesetzt ist, und Geräusche auftreten, da die Neigung besteht, dass bei
jedem Umschalten ein Unterschied in der Drehzahl zwischen der Abtriebswelle der Maschine und der Antriebswelle des
Getriebes auftritt. Die Stösse und die Geräusche sind für den Fahrer und die Fahrgäste lästig und führen zu einer
übermässigen mechanischen Beanspruchung des Getriebes.
Die erfindungsgemässe automatische Kraftübertragungsvorrichtung
ist mit einer Reibkupplung versehen, die ein Antriebselement, das mit einer Antriebswelle verbunden ist, die über
eine Maschine antreibbar ist, und ein Abtriebselement aufweist, das mit einer Abtriebswelle verbunden ist, um diese mit
einer Gelenkwelle in Antriebsverbindung zu bringen und auf den Unterschied in der Drehzahl zwischen der Antriebs- und der
Abtriebswelle ansprechend die Maschine zu steuern, bis sich die Antriebs- und die Abtriebswelle synchron drehen,und anschliessend
die Reibkupplung bei jedem Umschalten des Getriebes mit der Abtriebswelle in Eingriff zu bringen. Eine hydraulische
Pumpe ist zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle angeordnet, um einen hydraulischen Druck zu erzeugen, wenn zwischen
der Antriebswelle und der Abtriebswelle ein Unterschied in der Drehzahl besteht. Die Steuereinrichtung umfasst ein
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erstes hydraulisches Druckbetätigungsglied zum Steuern eines Drosselventiles der Maschine, ein erstes vorgesteuertes
Ventil, das umschaltbar ist, um einen hydraulischen Druck zur Steuerung des Drosselventiles anzulegen, eine zweite
hydraulische Pumpe, ein zweites hydraulisches Druckbetätigungsglied, das auf einen hydraulischen Druck von der zweiten
hydraulischen Pumpe anspricht, um die Reibkupplung einzukuppeln, ein. zweites vorgesteuertes Ventil, das umschaltbar
ist, um den hydraulischen Druck von der zweiten hydraulischen Pumpe am zweiten hydraulischen Druckbetätigungsglied
für ein begrenztes Zeitintervall zu blockieren, und eine Ventileinrichtung, die auf den hydraulischen Druck
von der ersten hydraulischen Pumpe anspricht, um die zweite hydraulische Pumpe innerhalb des begrenzten Zeitintervalles
abzutrennen. Die Steuereinrichtung kann auch ein elektromagnetisches Betätigungsglied zum Steuern eines Drosselventiles
der Maschine, einen ersten Verstärker, der auf eine Spannung anspricht, die von einem Dynamo aufgrund des
Unterschiedes in der Drehzahl zwischen der Antriebs- und der Abtriebswelle erzeugt wird, um das elektromagnetische
Betätigungsglied zur Steuerung des Drosselventiles zu erregen, bis der Unterschied in der Drehzahl verschwindet,
eine hydraulische Pumpe, ein hydraulisches Druckbetätigungsglied, das auf einen hydraulischen Druck von der hydraulischen
Pumpe anspricht, um die Reibkupplung einzukuppeln, ein hydraulisches Ventil,, das über ein Solenoid betätigbar
ist, um den hydraulischen Druck von der Pumpe am hydraulischen Betätigun'Tsglied v.\x blockieren/und einen zweiten Verstärker
umfassen, der auf die Erregung des ersten Verstärkers anspricht, um das Solenoid zu erregen.
Durch die Erfindung wird somit eine automatische Kraftübertragungsvorrichtung
mit einer Einrichtung geschaffen, die eine Reibkupplung einkuppelt, wenn die Antriebs- und die
Abtriebswelle sich bei jedem Umschalten des Getriebs synchron drehen.
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Durch die Erfindung wird insbesondere eine automatische Kraftübertragungsvorrichtung
mit einer Reibkupplung geschaffen, bei der keine Stösse oder Schläge und Geräusche auftreten,
wenn sie beim Umschalten eingekuppelt wird.
Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben.
Fig. 1 zeigt die schematische Ansicht eines Fahrzeuges, bei dem ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen
Vorrichtung verwandt wird.
Fig. 2 zeigt schematisch das Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemässen automatischen Kraftübertragungsvorrichtung.
Fig. 3 zeigt das Schaltbild einer hydraulischen Steuerschaltung für die automatische Kraftübertragungsvorrichtung.
Fig. 4 zeigt eine vergrösserte Längsschnittansicht eines hydraulischen Ventiles zum Steuern des hydraulischen
Kupplungsbetätigungsgliedes.
Fig. 5 zeigt ein kombiniertes elektrisches und hydraulisches Schaltbild der Steuerung gemäss eines anderen
Ausführungsbeispiels.
Fig. 6 zeigt das Blockschaltbild eines Teils der Steuerung.
Wie es in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, weist ein Fahrzeug 10, beispielsweise ein Kraftfahrzeug, einen Motor 11,
beispielsweise eine Brennkraftmaschine, zwei angetriebene Räder 12, 13, die über ein Differential 14 von der Maschine
11 angetrieben werden können, eine Reibkupplung 15 und ein automatisches Getriebe 16 auf. Die Reibkupplung 15 weist
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ein Antriebselement 17, das mit einer Antriebswelle 18 verbunden ist, die mit der Kurbelwelle der Maschine gekoppelt
ist, und ein Abtriebselement 19 auf, das über Keilnuten
mit einer Abtriebswelle 20 verbunden ist, die mit dem Getriebe 16 gekoppelt ist, das seinerseits mit einer mit
dem Differential 14 gekoppelten Gelenkwelle 21 verbunden ist.
Eine hydraulische Pumpe 22 und ein Reglerventil 23 sind mit der Kupplungsantriebswelle 18 gekoppelt, so dass sie darüber
betrieben werden. Eine hydraulische Zweirichtungspumpe 24 liegt zwischen der Antriebswelle 18 und der Abtriebswelle
2 0 und erzeugt einen hydraulischen Druck, wenn ein Unterschied in der Drehzahl zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle 18, 20 der Kupplung 15 auftritt, während diese ausgekuppelt
ist. Die hydraulische Pumpe 24 kann irgendeinen herkömmlichen Aufbau für diesen Zweck haben und weist bei dem
dargestellten Ausführungsbeispiel ein Gehäuse oder einen Mantel 25, der mit der Antriebswelle 18 verbunden ist, und einen
Rotor 26 auf, der im Gehäuse 25 aufgenommen ist und mit der Abtriebswelle 20 verbunden ist. Zwei hydraulische Betätigungsglieder 27, 28 sind am Abtriebselement 19 der Kupplung 15
angebracht, wobei jedes Betätigungsglied in der in Fig. 3 dargestellten Weise einen Zylinder 29, einen Kolben 30, der
teleskopartig im Zylinder 29 angeordnet ist, um das Abtriebselement 19 mit dem Antriebselement 17 auf die Druckbeaufschlaguncj
des Zylinders 29 ansprechend zu verbinden, und eine Rückzugsfeder 31 umfasst, die auf das Abtriebselement 19
drückt, da« vom Anttriebselcrnent 17 gelöst wird, wenn der Zylinder
29 nicht mit Druck beaufschlagt wird.
Wie es in Fig. 2 dargestellt ist, umfasst das Getriebe 16, das an sich bekannt ist, eine vordere Einheit 33 und eine
hintere Einheit 34, die in Tandembauweise angeordnet sind. Die vordere Einheit 33 enthält ein erstes Planetengetriebe
35 mit einer Innenverzahnung 36, die mit der Abtriebswelle 20 der Reibkupplung verbunden ist, so dass sie sich zusammen
mit der Abtriebswelle 20 dreht, Planetenräder 37, die drehbar
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an einem Planetenradträger 38 angebracht sind und mit der Innenverzahnung 36 kämmen, und ein Sonnenrad 39, das mit
den Planetenrädern 37 kämmt und an einer Trommel 40 angebracht ist, so dass es sich mit dieser dreht, um die ein
Bremsband 41 führt, das die Trommel 40 bremst. Kupplungsscheiben 42 sind an der Trommel 4 0 angebracht und können mit
Kupplungsscheiben 43 in Eingriff gebracht werden, die über Keilnuten an einer Zwischenwelle 44 angebracht sind, die
mit dem Planetenradträger 38 gekoppelt ist. Die hintere Einheit 34 enthält ein zweites Planetengetriebe 45, das ein
Sonnenrad 46, das an der Zwischenwelle 44 befestigt ist, so dass es sich damit dreht, und Planetenräder 47 aufweist,
die mit dem Sonnenrad 46 kämmen und drehbar an einem Planetenradträger 48 angebracht sind, der an einem Ende eine Trommel
49 aufweist, die über ein die Trommel umgebendes Bremsband
50 gebremst werden kann. Kupplungsscheiben 51 sind am anderen Ende des Planetenradträgers 48 angebracht. Eine Innenverzahnung
52, die mit den Planetenrädern 47 kämmt, ist an einer Trommel 53 angebracht, um die zum Bremsen ein Bremsband
54 führt und die die Kupplungsscheiben 55 trägt. Kupplungsscheiben 56, 57 sind über Keilnuten an der Gelenkwelle 21
angebracht, so dass sie sich damit drehen, und können mit den Kupplungsscheiben 51, 55 jeweils in Eingriff gebracht werden.
Das Getriebe Ϊ6 wird über eine hydraulische Steuereinrichtung
gesteuert, die an sich bekannt ist und nicht im einzelnen beschrieben wird. Die Arbeitsweise des Getriebes 16 ist
in der folgenden Tabelle zusammengefasst:
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Zusammenfassung der Arbeit des Getriebes
Gang | I vordere Einheit (33) |
Lage des Bandes (41) |
hintere Einheit (34) | Stellung der Kupplung (51,56) |
Lage des Bandes (50) |
Stellung der Kupplung(55,57) |
Lage des Bandes (54) |
|
« | 3. | Stellung der Kupplung (42,43) |
frei | ein | frei | ein | frei | |
51/0 | 2. | ein | angezogen | ein | frei | ein | frei | |
1 . | aus | frei | ein | frei | aus | angezogen | ||
Leerlauf | ein | frei | aus | frei | aus | frei | ||
Rückwärts gang |
aus | angezogen | aus | angezogen | ein | frei | ||
aus |
O CD 4>·
CJi (Jl
Eine hydraulische Steuerung 6 0 (Fig. 1) steuert die Maschine 11 und die Kupplung 15 auf der Grundlage hydraulischer Signale
von der Pumpe 24. Wie es in Fig. 3 dargestellt ist, weist die hydraulische Steuerung 6 0 zwei hydraulische Leitungen 61,
62 auf, die von der hydraulischen Pumpe 24 zu einem vorgesteuerten Vierwegventil 63 mit zwei Stellungen führen, das
normalerweise in die geschlossene Stellung federvorgespannt ist und durch öl unter Druck über zwei entgegengesetzte
Steuerleitungen 64 und 6 5 betätigbar ist. Wenn die Steuerleitungen 64, 65 gleichzeitig unter Druck gesetzt werden,
bleibt das Ventil 63 in der geschlossenen Stellung, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Die Steuerleitung 64 ist mit einem
Strombegrenzer 58 und einem Rückschlagventil 59 verbunden, das den Strombegrenzer 58 umgeht. Das Ventil 63 ist über zwei
hydraulische Leitungen 66, 67 mit einem vorgesteuerten Vierwegventil 68 mit drei Stellungen verbunden, das in der Mitte
geschlossen ist und über zwei Steuerleitungen 69, 70 betätigbar ist, die jeweils mit den hydraulischen Leitungen 66, 67
verbunden sind. Das Ventil 68 liegt über zwei hydraulische Leitungen 71, 72 an einem hydraulischen Betätigungsglied 73,
das einen Zylinder 74, einen Kolben 75, der teleskopartig im Zylinder 74 angeordnet ist,und eine Kolbenstange 76 aufweist,
die am Kolben 75 befestigt ist und mit einem Ende mit einer nicht dargestellten Steuerung für die Maschine 11,
beispielsweise einem Drosselventil, und mit dem anderen Ende mit einem Fahrpedal 77 verbunden ist.
Die hydraulischen Leitungen 61, 62 sind über ein Überdruckventil
78 miteinander verbunden, das als Nebenschluss dient, um Stösse in den hydraulischen Leitungen 61, 62 zu absorbieren.
Die hydraulischen Leitungen 61, 62 sind jeweils über zwei Rückschlagventile 79, 80 mit Vorratsbehälter verbunden,
um automatisch mit öl versorgt zu werden und dadurch Leckverluste auszugleichen. Die hydraulischen Leitungen 66, 67
weisen zwei Strombegrenzer 81, 82 jeweils auf, um ein Klappern des Ventilschiebers des Ventiles 68 zu verhindern, das sonst
die Folge eines abnehmenden Widerstandes gegenüber dem ölstrom in den hydraulischen Leitungen 66, 67 wäre.
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Ein in der Mitte offenes Zweiwegventil 85 mit drei Stellungen liegt in einer hydraulischen Leitung 86, die von der hydraulischen
Pumpe 22 ausgeht, die fortlaufend während des Laufes der Maschine 11 arbeitet, wobei das Ventil 85 mit dem Ventil
68 gekoppelt ist, so dass beide Ventile gemeinsam geschaltet werden. Die hydraulische Leitung 86 steht über ein Überdruckventil
88 mit einem Vorratsbehälter in Verbindung, um die hydrauliscne Leitung 86 von einem ölüberäruck au entlasten.
Das Ventil 85 steht über das Reglerventil 23 in einer hydraulischen
Leitung 87 in Fluidverbindung mit einem vorgesteuerten Ventil 89 in Form eines Dreiwegeventiles mit drei Stellungen,
das in der Mitte geschlossen ist und durch öl unter Druck über zwei Steuerleitungen 90, 91 betätigbar ist. Das Ventil
23 steht in Fluidverbindung mit dem Zylinder 29 jedes hydraulischen Betätigungsgliedes 27, 28.
Wie es in Fig. 4 dargestellt ist, umfasst das vorgesteuerte Ventil 89 ein Ventilgehäuse 93 mit einer Bohrung 94 und
einem Ventilschieber 95, der teleskopartig in der Bohrung
94 angeordnet ist. Das Ventilgehäuse 93 weist eine mit öl gefüllte
Dämpferkammer 96 mit einer Einschnürung 97 auf, die in der Mitte der Kammer 96 vorgesehen ist. Der Ventilschieber
95 ist mit einer axialen Verlängerung 98 versehen, die sich durch die Kammer 96 erstreckt. Die axiale Verlängerung 98
hat einen Steg 99, der so bemessen ist, dass er eine Gleitpassung mit der Einschnürung 97 bildet, und eine öffnung
100 mit offenen Enden 101 und 102, die an beiden Seiten des Anschlages 99 münden. Ein Steuerventilkegel 103, der durch
eine Stellschraube 104 in seiner Lage verstellbar ist, ist in der Verlängerung 98 des Ventilschiebers angeordnet,
um den ölstrom durch die öffnung 100 zu begrenzen. Wenn
die Steuerleitung 90 beispielsweise unter Druck steht, wird der Steg 99 von der durch unterbrochene Linien 105
dargestellten Lage nach rechts zur Einschnürung 97 bewegt. Zu diesem Zeitpunkt fliesst öl in der Kammer 96 über den
Steg 99 durch die Einschnürung 97 von der rechten Seite zur linken Seite des Steges 99, so dass der Ventil-
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«. 1 "3 —
schieber 94 relativ frei verschoben werden kann. Wenn der Steg 99 in die Einschnürung 97 eintritt, fliesst öl
zwangsweise durch die öffnung 100 in der durch den Ventilkegel 103 begrenzten Form, woraufhin der Ventilschieber 95
abgebremst wird. Die langsame Bewegung des Ventilschiebers 95 wird fortgesetzt, bis der Steg 99 sich aus der Einschnürung
97 in die Stellung bewegt, die durch unterbrochene Linien 106 dargestellt ist, woraufhin eine schnelle Bewegung
des Ventilschiebers 95 folgt. Die Geschwindigkeit der Bewegung des Steges 99 durch die Einschnürung 97
wird in der gewünschten Weise durch die Stellschraube 104 bestimmt.
Die erfindungsgemässe automatische Kraftübertragungsvorrichtung
arbeitet in der folgenden Weise:
Leerlauf
Wenn sich der Schalthebel in der Leerlaufstellung befindet,
sind die Bremsbänder und die Kupplungsscheiben der vorderen und hinteren Einheit 33, 34 gelöst oder frei. Selbst wenn
die Maschine 11 mit einer hohen Drehzahl läuft, damit das Reglerventil 23 die Kupplungsbetätigungsglieder 27, 28
betätigen kann, um dadurch die Kupplung 15 einzukuppeln, kann
keine Kraft von der Maschine 11 auf die Gelenkwelle 21 übertragen
werden.
Umschalten vom Leerlauf in den ersten Gang
Während die Maschine 11 leerläuft, wird der Schalthebel in die Fahrstellung gebracht, woraufhin die nicht dargestellte
hydraulische Steuereinrichtung betätigt wird, um die Kupplungsscheiben 42, 43 und die Kupplungsscheiben 51, 56 in Eingriff
zu bringen und das Bremsband 54 anzuziehen. Die vordere Einheit 33 ist somit verriegelt, während die zweite Einheit
34 in die üntersetzungssteilung gebracht wird. Gleichzeitig
mit dem Einkuppeln der Kupplungsscheiben 42, 4 3 wird die
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Steuerleitung 90 unter Druck gesetzt, um das Ventil 89 nach rechts zu verschieben, wodurch die hydraulische Leitung
geöffnet wird. Zu diesem Zeitpunkt stehen weder die Steuerleitung 64 noch die Steuerleitung 65 unter Druck. Während
sich die Welle 18 dreht und die Welle 20 stillsteht, liefert die hydraulische Pumpe 24 öl unter Druck, das über die Leitungen
61, 62 umläuft, da das Ventil 63 dann geschlossen ist. Wenn das Fahrpedal 77 nach unten gedrückt wird, dreht
sich die Maschine 11 schneller, so dass das Reglerventil 23 verschoben wird und somit die Betätigungsglieder 27,
28 mit öl von der Pumpe 22 versorgt werden, um die Kupplung 15 einzukuppeln, wodurch das Fahrzeug 10 vorwärts fahren
kann.
Umschalten vom ersten Gang auf den zweiten Gang
Wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeuges auf eine vorbestimmte Geschwindigkeit zugenommen hat, bei der ein Umschalten
erfolgen soll und die über die Drosselöffnung und die Drehzahl der Maschine gesteuert wird, entlastet die nicht
dargestellte hydraulische Steuereinrichtung die Steuerleitung 90 und setzt die hydraulische Steuereinrichtung die Steuerleitung
91 unter Druck, um das Ventil 89 nach links zu verschieben. Während sich der Steg 99 durch die Einschnürung
97 bewegt, bewegt sich der Ventilschieber 95 langsam durch seine mittlere Stellung hindurch, so dass die Kupplungsbetätigungsgl
iodor 27, 28 fr-eigegeben werden und dadurch die
Kupplung 15 ausgekuppelt wird. Gleichzeitig mit dem Entlasten der Steuerleitung 90 und dem Unterdrucksätzen der Steuerleitung
91 werden die Kupplungsscheiben 42, 43 gelöst und wird das Bremsband 41 angezogen, wodurch die vordere Einheit
3 0 in die Untersetzungsstellung kommt. Gleichzeitig bringt die nicht dargestellte hydraulische Steuereinrichtung die
Kupplungsscheiben 51, 56, 55, 57 in Eingriff und löst die Steuereinrichtung die Bremsbänder 50, 54, um die hintere Einheit
34 zu verriegeln, wodurch sich eine Untersetzung der Drehzahl der Welle 20 ergibt. Auf das Auskuppeln der Kupplung
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15 wird die Last von der Maschine 11 genommen, so dass diese
beginnt, sich mit einer höheren Drehzahl zu drehen. Es ergibt sich daher ein Unterschied in der Drehzahl zwischen
den angetriebenen und abgetriebenen Kupplungselementen 17, 19, was dazu führt, dass die Pumpe 24 Öl der Leitung 61
zuführt.
Die nicht dargestellte hydraulische Steuereinrichtung setzt die Steuerleitung 64 gleichzeitig mit dem Einkuppeln der
Kupplungen 55, 57 unter Druck. Das Ventil 63 wird nach rechts in seine geöffnete Stellung verschoben, so dass die Leitungen
61, 62 mit den Leitungen 66, 67 jeweils verbunden sind. Die Leitung 66 und somit die Steuerleitung 63 werden unter
Druck gesetzt, woraufhin das Ventil 68 nach rechts verschoben wird, um das damit gekoppelte Ventil 85 nach rechts zu
verschieben und die Leitung 8 6 zu unterbrechen, während gleichzeitig die Leitungen 66, 67 mit den Leitungen 71, 72 jeweils
verbunden werden. Der Kolben 7 5 wird nun nach rechts in eine Richtung bewegt, in der die Drossel geschlossen wird, so dass
die Drehzahl der Maschine 11 abnimmt, wobei die Kupplungsbetätigungsglieder
27, 28 durch das Ventil 85 gegenüber der Pumpe 22 isoliert sind. Wenn die Drehzahl der Maschine bis
zu einem Wert abgenommen hat, bei dem kein Unterschied in der Drehzahl zwischen den Antriebs- und Abtriebskupplungselementen
17 und 19 besteht, kommt kein öl von der Pumpe 24 über die
Leitung 61, so dass das Ventil 68 in seine mittlere Stellung zurückgeführt wird, woraufhin das Ventil 85 gleichfalls
in die mittlere Stellung zurückgeführt wird. Da das Ventil 89 seine Bewegung nach links vollständig ausgeführt hat,
wodurch zu diesem Zeitpunkt die Leitung 87 geöffnet wird, empfangen die Kupplungsbetätigungsglieder 27, 28 nun öl
unter Druck von der Pumpe 22, wodurch die Kupplung 15 eingekuppelt wird. Die Kraft der Maschine 11 wird nun auf das Getriebe
16 übertragen, das sich in der Stellung des zweiten Ganges befindet. Da bei einer derartigen Anordnung die Kupplung
15 nur dann eingekuppelt wird, wenn ihr Antriebselement und Abtriebselement 17, 19 sich synchron drehen, treten keine
Stösse und Geräusche auf, wenn die Kupplung 15 eingekuppelt wird. Die Drehzahl der Maschine kann nun dadurch erhöht werden,
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dass das Fahrpedal 77 nach unten gedrückt wird, das frei bedienbar ist, ohne durch den Kolben 75 behindert zu werden,
der sich in einem geschlossenen hydraulischen Kreislauf bewegt, der durch die Leitungen 71, 72 und den Zylinder
gebildet ist.
Umschalten vom zweiten auf den dritten Gang
Um auf den dritten Gang umzuschalten, arbeitet die automatische
Kraftübertragungsvorrichtung im wesentlichen in derselben Weise wie beim Umschalten auf den zweiten Gang,
ausser dass die vordere Einheit 33 gleichfalls verriegelt wird, um den direkten Gang in der übertragung zu liefern,
wobei die Steuerleitung 90, 91 jeweils unter Druck gesetzt und entlastet werden, um das Ventil 89 zu verschieben.
Umschalten vom dritten auf den zweiten Gang
Die vordere Einheit 33 wird in die Untersetzungsstellung gebracht und gleichzeitig wird die Steuerleitung 90 entlastet
und wird die Steuerleitung 91 unter Druck gesetzt, um das Ventil 89 nach links zu verschieben. Wenn das Ventil 89
durch seine mittlere Stellung hindurchgeht, werden die Kupplungsbetätigungsglieder
27, 28 betätigt, um die Kupplung 15 auszukuppeln. Während sich das Getriebe 16 in der Stellung
des zweiten Ganges befindet, dreht sich das Abtriebskupplungselement 19 schneller als das Antriebskupplungselement 17,
woraufhin öl unter Druck von der Pumpe 24 in die Leitung 62 abgegeben wird. Da die Steuerleitung 64 unter Druck steht,
fliesst öl unter Druck durch die Leitungen 67, 72 in den Zylinder 74, so dass das Ventil 85 verschoben wird, um die
Leitung 86 zu schliessen, und der Kolben 75 nach links verschoben wird, um die Drehzahl der Maschine 11 zu erhöhen,
bis kein Fluid von der Pumpe 24 an die Leitung 62 abgegeben wird, woraufhin das Ventil 68 in seine mittlere Stellung
zurückkehrt. Das Ventil 85 wird in seine mittlere Stellung zurückgeführt, so dass die Kupplung 15 einkuppeln kann,
130051/0405
wenn das Antriebs- und Abtriebselement 17, 19 sich mit derselben Drehzahl drehen. Das Fahrpedal 77 kann nun frei
bedient werden.
Umschalten vom zweiten auf den ersten Gang
Die Steuerleitung 9 0 wird unter Druck gesetzt und die Steuerleitung
91 wird entlastet, u;:i das Ventil 89 nach rechts zu verschieben. Wenn das Ventil 89 durch die mittlere Stellung
geht, wird die Kupplung 15 ausgekuppelt, wird die vordere Einheit 33 verriegelt und wird die hintere Einheit 34 in
die Untersetzungsstellung gebracht, um das Getriebe 16 in die Stellung des ersten Ganges zu bringen. Die Steuerleitung
64 wird gleichzeitig mit dem Trennen der Kupplungen 55, 57 entlastet. Der Strombegrenzer 58 ist so ausgelegt,
dass er einen begrenzten ölstrom hindurchlässt, so dass bei der Druckentlastung der Steuerleitung 64 das Ventil
63 nach links mit einer Geschwindigkeit zurückgeführt wird, die derart vermindert ist, dass öl dennoch von der Leitung
62 über das Ventil 63 und die Leitung 72 in den Zylinder 74 strömen kann, bis die Drehzahl der Maschine so weit
erhöht ist, dass sich das Antriebs- und das Abtriebselement 17 und 19 mit derselben Drehzahl drehen. Anschliessend
erlaubt es das Ventil 89, dass öl unter Druck an den Kupplungsbetätigungsgliedern
27, 28 liegt , wodurch die Kupplung 15 eingekuppelt wird.
Rückwärtsgang
Wenn der Schalthebel in der Stellung des Rückwärtsganges liegt, hat die vordere Einheit 33 die Stellung eines Untersetzungsgetriebes
und setzt die nicht dargestellte hydraulische Steuerung die Steuerleitung 91 unter Druck, um das Ventil
89 nach links zu verschieben. Das Bremsband 50 wird angezogen und die Kupplungsscheiben 55, 57 werden in Eingriff
miteinander gebracht. Gleichzeitig setzt die nicht dargestellte hydraulische Steuerung die beiden Steuerleitungen
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64, 65 unter Druck, um dadurch das Ventil 63 in der geschlossenen
Stellung zu halten. Wenn das Fahrpedal 77 nach unten gedrückt wird, wird das Reglerventil 23 in die
offene Stellung verschoben, so dass Fluid den Kupplungsbetätigungsgliedern
27, 28 geliefert werden kann, woraufhin die Kupplung 15 eingekuppelt wird, um das Fahrzeug 10
rückwärts zu bewegen.
Wenn das Fahrpedal 77 freigegeben wird, während das Fahrzeug 10 vorwärts läuft, wirkt die Maschinenbremse auf das Fahrzeug
10, bis das Fahrzeug so weit abgebremst ist, dass die Kupplung 15 entkuppelt wird, bevor das Fahrzeug 10
anhält. Wenn das Fahrpedal 77 nach unten gedrückt wird, um das Fahrzeug plötzlich zu beschleunigen, während dieses
im dritten Gang läuft, werden die Kupplungsscheiben 55, in Eingriff gebracht und wird das Bremsband 54 angezogen,
um die hintere Einheit 34 in die Stellung des Untersetzungsgetriebes zu bringen, wobei gleichzeitig die Steuerleitung
64 entlastet wird. Das Getriebe befindet sich dann in der Stellung des ersten Ganges. Diese Arbeitsweise ist als Kick-Down
bekannt.
In den Fig. 5 und 6 ist eine elektrische Steuerung 110 dargestellt,
die anstelle der in Fig. 3 dargestellten hydraulischen Steuerung 60 verwandt werden kann. Wie es in Fig. 5
dargestellt ist, umfasst die elektrische Steuerung 110 einen Dynamo 111, der die Pumpe 24 in Fig. 2 ersetzt und
einen Stator 112, der mit der Welle 18 gekoppelt ist, und
einen Rotor 113 aufweist, der mit der Welle 20 gekoppelt ist. Der Dynamo 111 weist zwei Ausgänge 114, 115 auf, wobei
der Ausgang 115 an Masse liegt, während der Ausgang 114
über zwei in Reihe geschaltete Druckschalter 116, 117 mit
einem gemeinsamen Verbindungspunkt 118 zwischen zwei in Reihe geschalteten Dioden 119, 120 verbunden ist, die jeweils mit
zwei Gleichstromverstärkers 121, 122 verbunden sind. Zwei
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Solenoide 123, 124 stehen mit den Gleichstromverstärkern
121, 122 jeweils in Verbindung, so dass die Solenoide wahlweise erregt werden, um einen beweglichen Eisenkern
125 einzuziehen. Der Eisenkern 125 ist an einem Ende an ein Fahrpedal 126 angelenkt und steht am anderen Ende mit
dem Drosselventil der Maschine 11 in Verbindung.
Die Gleichstromverstärker 121, 122 werden von einer Energieversorgung
127 über einen in Reihe damit geschalteten Widerstand 128 mit Energie versorgt, über dem ein Spannungsabfall
auftritt, wenn ein Strom in den Gleichstromverstärker 121 oder 122 fliesst. Der auftretende Spannungsabfall wird
durch einen Gleichstromverstärker 129 verstärkt, um ein
Solenoid 130 zu erregen, das ein normalerweise offenes Richtungssteuerventil 131 betätigt, das mit der hydraulischen
Pumpe 22 verbunden ist.
Der Druckschalter 116 ist als Schliesser ausgebildet, und steht mit einer hydraulischen Leitung 133 über einen Strombegrenzer
134 in Verbindung, der durch ein Rückschlagventil
135 nebengeschlossen ist. Der Druckschalter 117, der als Öffner ausgebildet ist, ist mit einer hydraulischen Leitung
136 verbunden.
Ein normalerweise geschlossenes gerichtetes Steuerventil 138 ist über eine hydraulische Leitung 137 mit dem Ventil
131 und über die Leitung 87 mit dem Ventil 89 verbunden und über einen Servomotor 139 betätigbar, der durch einen
Sensor 140 für die Drehzahl der Maschine über eine Reihenschaltung
aus einem Verstärker 141, einem Differenzierglied 142, einem monostabilen Multivibrator 143, einer Glättungsschaltung
144 und einem Gleichstromverstärker 145 mit Energie versorgt wird.
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Die automatische Kraftübertragungsvorrichtung wird durch
die elektrische Steuerung 110 in der folgenden Weise betrieben:
Leerlauf
Wenn der Schalthebel sich in der Stellung des Leerlaufes befindet, sind die vordere und die hintere Einheit 33,
34 des Getriebes 16 gelöst. Es tritt selbst dann keine Kraftübertragung auf, wenn das Fahrpedal 126 nach unten
gedrückt wird, um die Kupplung 15 einzukuppeln.
Umschalten vom Leerlauf auf den ersten Gang
Wenn der Schalthebel auf die Fahrstellung umgeschaltet wird, wird die vordere Einheit 33 verriegelt und wird
die hintere Einheit 34 in die Stellung eines Untersetzungsgetriebes
gebracht. Gleichzeitig wird die hydraulische Leitung 90 unter Druck gesetzt, um das Ventil 89 nach
rechts zu verschieben, so dass die Leitung 87 mit den Kupplungszylindern 29 in Verbindung stehen kann, während
keine der Leitungen 133, 136 unter Druck steht. Der Druckschalter 166 bleibt daher offen, so dass keine Spannung
am Punkt 118 auftritt. Die Solenoide 123, 124 werden daher
nicht erregt. Wenn das Fahrpedal 126 nach unten gedrückt
wird, dreht sich die Maschine 11 schneller, woraufhin der Sensor 140 betätigt wird, damit der Servomotor 139 das
Ventil 138 in Fig. 5 nach rechts verschiebt, so dass ein ölstrom von der Pumpe 22 in die Kupplungsbetätigungsglieder
27, 28 fliessen kann. Die Kupplung 15 wird in dieser Weise eingekuppelt, so dass das Fahrzeug 10 vorwärts zu fahren
beginnen kann.
13Ü051/EHOS
- 21 - 3100A65
Umschalten vom ersten auf den zweiten Gang
Bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit, bei der ein Umschalten auf den zweiten Gang erforderlich ist, wird die Leitung
entlastet und wird die Leitung 91 unter Druck gesetzt, damit das Ventil 89 nach links verschoben wird, wodurch die Kupplung
15 ausgekuppelt wird. Gleichzeitig wird die vordere Einheit 33 in die Stellung eines Untersetzungsgetriebes
gebracht und wird die hintere Einheit 34 verriegelt. Durch das Auskuppeln der Kupplung 15 wird die Last von der Maschine
I1 genommen, die nun mit einer höheren Drehzahl zu laufen
beginnt. Die Wellen 18 und 20 drehen sich somit mit verschiedenen Drehzahlen, so dass der Dynamo 111 eine Spannung
am Ausgang 114 erzeugen kann, die bezüglich des Punktes
positiv ist.
Gleichzeitig mit dem Verriegeln der hinteren Einheit 34 wird die Leitung 133 unter Druck gesetzt, um den Druckschalter
116 zu schliessen, so dass die Ausgangsspannung des Dynamo
III am Gleichstromverstärker 121 liegt, der dann das Solenoid
123 erregt. Der Gleichstromverstärker 129 wird über den Spannungsabfall über den Widerstand 128 mit Energie versorgt,
um das Solenoid 130 zu erregen, so dass das Ventil 131 nach rechts verschoben wird und damit der ölstrom von der
Pumpe 22 unterbrochen wird. Der Eisenkern 125 wird nun dazu gebracht, sich nach rechts zu bewegen, um die Drehzahl der
Maschine 11 herabzusetzen, bis die Wellen 18, 20 sich synchron drehen. Wenn sich die Wellen 18, 20 mit derselben Drehzahl
drehen, wird am Ausgang 114 des Dynamo 111 keine Spannung
entwickelt, und wird daher das Solenoid 123 entregt. Der Gleichstromverstärker 129 wird gleichfalls entregt, so dass
sich das Ventil 131 zurück in die dargestellte Stellung bewegen kann. Die Kupplungsbetätigungsglieder 27, 28 werden nun durch
130051/0408
öl von der Pumpe 22 betätigt, um die Kupplung 15 einzukuppeln.
Das Fahrzeug fährt nun mit einem sich in der Stellung des zweiten Ganges befindenden Getriebe 16.
Umschalten vom zweiten auf den dritten Gang
Das Umschalten vom zweiten auf den dritten Gang erfolgt im wesentlichen in derselben Weise wie bei dem oben beschriebenen
Schaltvorgang,ausser dass die vordere Einheit 33 gleichfalls
verriegelt wird, und die Leitungen 90, 91 jeweils unter Druck gesetzt und entlastet werden, um das Ventil 89 zu verschieben.
Umschalten vom dritten auf den zweiten Gang
Wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeuges soweit abgenommen hat, dass ein Umschalten auf den zweiten Gang erforderlich
ist, wird die vordere Einheit 33 in die Stellung eines Untersetzungsgetriebes gebracht und werden die Leitungen 90, 91
jeweils entlastet und unter Druck gesetzt. Die Kupplung 15 wird ausgekuppelt, wenn das Ventil 89 nach links verschoben
wird. Die Welle 20 dreht sich schneller als die Welle 18, so dass der Dynamo 111. am Ausgang 114 eine Spannung erzeugt,
die bezüglich des Verbindungspunktes 115 negativ ist. Diese Spannung liegt über die Druckschalter 116, 117 und die
Diode 120 am Gleichstromverstärker 122, der dann das Solenoid 124 erregt, um den Eisenkern 125 nach links zu bewegen.
Gleichzeitig wird der Gleichstromverstärker 129 angesteuert, um das Ventil 131 nach rechts zu verschieben, wodurch die
Leitung 137 unterbrochen wird. Wenn die Drehzahl der Maschine soweit zugenommen hat, dass sich die Welle 18 synchron mit
der Welle 20 dreht, tritt keine Spannung am Ausgang 114 des Dynamo 111 auf, was zur Folge hat, dass das Solenoid 124
und der Gleichstromverstärker 129 entregt werden. Das Ventil 131 wird wieder nach links verschoben, so dass öl von der
T300B1/0A0S
Pumpe 22 in die Kupplungsbetätigungsglieder 27, 28 fHessen
kann, woraufhin die Kupplung 15 eingekuppelt wird.
Umschalten vom zweiten auf den ersten Gang
Die Leitungen 90, 91 werden jeweils unter Druck gesetzt und entlastet, um das Ventil 89 nach rechts zu bewegen, wodurch
die Kupplung 15 ausgekuppelt wird. Die vordere Einheit 33 wird verriegelt und die hintere Einheit 34 wird in die Stellung
eines Untersetzungsgetriebes gebracht. Gleichzeitig wird die Leitung 133 entlastet. Der Strombegrenzer 134 erlaubt es
jedoch, dass der Schalter 116 für ein Zeitintervall geschlossen bleibt, indem eine negative Spannung am Ausgang 114 des
Dynamo 111 den Gleichstromverstärker 122 erregt, bis die
Maschine 11 sich schneller dreht, so dass die Drehzahl der Welle 18 gleich der der Welle 20 ist. Wenn sich die Wellen
18, 20 mit derselben Drehzahl drehen, wird der Gleichstromverstärker 122 entregt und wird somit der Gleichstromverstärker 129 entregt, so dass die Leitung 137 geöffnet wird,
über die dann öl von der Pumpe 22 fliesst, um die Kupplungsbetätigungsglieder
27, 28 zu betätigen und dadurch die Kupplung 15 auszukuppeln.
Rückwärtsgang
Wenn der Schalthebel auf die Stellung des Rückwärtsganges umgeschaltet wird, werden die vordere und die hintere Einheit
33, 34 in die Stellung des Rückwärtsganges gebracht, wie es in der Tabelle der Zusammenfassung der Arbeit des Getriebes
dargestellt ist. Wenn das Fahrpedal 126 herabgedrückt wird, wird das Ventil 128 nach rechts verschoben, so dass öl die
Kupplungsbetätigungsglieder 27, 28 betätigen kann, bis die Kupplung 15 eingekuppelt ist. Das Fahrzeug 10 beginnt sich
daher rückwärts zu bewegen.
1 30051
•a/.
Leerseite
Claims (6)
- PATENTANWÄLTEMA.TSUURA, MJUJJI 9273-1, Shimada-shi, Shizuoka-ken JapanA. GRUNECKERH. KINKELDEYDR-INGW. STOCKMAIRCW ING JWe (CAi-TICHK. SCHUMANNDR RCR NAT Qn. »"HYSP. H. JAKOBDIPL-INGG. BEZOLDOB RER MW CWL CKM8 MÜNCHEN 22MAXIMILIANSTRASSE 439. Januar 1981 P 15 857-dgAutomatische KraftübertragungsvorrichtungPATENT AN SPRUCHEAutomatische Kraftübertragungsvorrichtung, g e ennzeichnet durcha) eine Reibkupplung (15) mit einem Antriebs- und einem Abtriebselement (17, 19),b) eine Eingangswelle (18,), die mit dem Antriebselement (17) verbunden ist und von einer Maschine (11) antreibbar ist,c) eine Ausgangswelle (20), die mit dem Abtriebselement (19) verbunden ist und in Antrieb.sverbindung mit einer Gelenkwelle (21) steht,130061/040BTelefon (öse) aaaeeaTelex os-asaeoTELEGRAMME MONAPATTELEKOPIERERd) ein Getriebe (16) auf der Ausgangswelle (20) zum Ändern der Drehzahl der Gelenkwelle (21) bezüglich der Ausgangswelle (20),e) eine Einrichtung, die einen Unterschied in der Drehzahl zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle (18, 20) wahrnimmt undf) eine Einrichtung (60, 110), die auf diesen Unterschied anspricht, die Maschine (11) steuert, bis sich die Eingangsund die Ausgangswelle (18, 20) synchron drehen,und anschliessend die Reibkupplung (15) bei jedem Umschaltendes Getriebes (16) einkuppelt.
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k en η zeichnet , dass die Einrichtung, die den Unterschied in der Drehzahl zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle (18, 20) wahrnimmt, eine erste hydraulische Pumpe (24) umfasst, die zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle (18, 20) liegt und einen hydraulischen Druck erzeugt, wenn ein Unterschied in der Drehzahl auftritt, und dass die Steuereinrichtung (60) ein erstes hydraulisches Druckbetätigungsglied (73) zum Steuern des Drosselventiles der Maschine (11), ein erstes vorgesteuertes Ventil (68) , das verschiebbar ist, um den hydraulischen Druck zur Steuerung des Drosselventiles anzulegen, eine zweite hydraulische Pumpe (22), ein zweites hydraulisches Druckbetätigungsglied (27, 28), das auf den hydraulischen Druck von der zweiten hydraulischen Pumpe (22) anspricht, um die Reibkupplung (15) einzukuppeln, ein zweites vorgesteuertos Ventil (89), das verschiebbar ist, um den hydraulischen Druck von der zweiten hydraulischen Pumpe (22) am zweiten hydraulischen Druckbetätigungsglied (27, 28) für ein begrenztes Zeitintervall zu blockieren,und eine Ventileinrichtung (85) aufweist, die auf den hydraulischen Druck von der ersten hydraulischen Pumpe (24) anspricht, um die zweite hydraulische Pumpe (22) innerhalb des begrenzten Zeitintervalls abzutrennen.130051/0406
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite vorgesteuerte Ventil (89) ein Dreiwegventil mit geschlossener Mitte und drei Stellungen und mit einem Ventilkörper (93) ist, der eine Bohrung (94) und einen Ventilschieber (95) aufweist, der teleskopartig in der Bohrung (94) angeordnet ist, wobei der Ventilkörper (93) eine fluidgefüllte Kammer (96) , die gegenüber der Bohrung (94) isoliert ist, und eine Einschnürung (97) aufweist, der Ventilschieber (95) eine Verlängerung (98), die sich durch die Kammer (96) erstreckt und einen Dämpfersteg (99) aufweist, der durch die Einschnürung (97) bei einer Axialbewegung des Ventilschiebers (95) bewegbar ist, die Verlängerung (98) eine einstellbare Öffnung (100) aufweist, deren Enden jeweils auf einer Seite des Dämpfersteges (99) münden und der Dämpfersteg (99) in der Einschnürung (97) angeordnet ist, wenn der Ventilschieber (95) sich in seiner neutralen Stellung befindet, wodurch der Dämpfersteg (99) eine gedämpfte Bewegung des Ventilschiebers (95) in seine neutrale Stellung bewirkt.
- 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen Steuerventilkegel (103), der in der Verlängerung(98) des Ventilschiebers angebracht ist, um die Öffnung (100) zur Steuerung des begrenzten Zeitintervalls einzustellen.
- 5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass die Ventileinrichtung (85) ein Zweiwegventil mit offener Mitte und drei Stellungen, das normalweise den hyraulischen Druck von der zweiten hydraulischen Pumpe(22) hindurchgehen lässt, und ein Vierwegventil (68) mit geschlossener Mitte und drei Stellungen umfasst, das auf den hydraulischen Druck von der ersten hydraulischen Pumpe (24) ansprechend verschiebbar ist, um das Zweiwegventil (85) mit offener Mitte und drei Stellungen aus seiner neutralen Stellung wegzubewegen, bis der Unterschied in der Drehzahl verschwindet.130051/0405
- 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung, die den Unterschied in der Drehzahl zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle (18, 20) wahrnimmt, einen Dynamo (111) aufweist, der zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle (18, 20) liegt und eine Spannung erzeugt, wenn ein Unterschied in der Drehzahl auftritt, und dass die Steuereinrichtung (110) ein elektromagnetisches Betätigungsglied (123, 124) zum Steuern des Drosselventiles der Maschine (11), einen ersten Verstärker (121, 122), der auf diese Spannung anspricht und das elektromagnetische Betätigungsglied (123, 124) erregt, um das Drosselventil zu steuern, bis der Unterschied in der Drehzahl verschwindet, eine hydraulische Pumpe (22), ein hydraulisches Druckbetätigungsglied (27, 28), das auf einen hydraulischen Druck von der hydraulischen Pumpe (22) anspricht, um die Reibkupplung (15) einzukuppeln, ein hydraulisches Ventil (131), das über ein Solenoid (130) betätigbar ist, um den hydraulisches Druck von der Pumpe (22) am hydraulischen Betätigungsglied (27, 28) zu blockieren,und einen zweiten Verstärker (129) aufweist, der auf die Erregung des ersten Verstärkers (121, 122) anspricht, um das Solenoid (130) zu erregen.130051/0408
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